Barrier crossing driven by Levy noise: Universality and the Role of Noise Intensity
本文研究了在具有指数和强度的对称Levy白噪声驱动下粒子的势垒穿越问题。同时仍然保持逃逸时间密度的指数形式。
2006-12-25 cond-mat.stat-mech
Noise-Activated Escape from a Sloshing Potential Well
本文讨论了在固定频率的周期性力作用下,过阻尼粒子在噪声激励下从一维势阱中逃逸的问题。我们确定边界层的行为,和物理相关的长度尺度,振荡井顶部附近。我们展示了如何随机行为附近的井顶部推广的行为首先确定的Kramers,在没有强迫的情况下。当强迫消失在弱噪声限制的情况下,和情况下,它不,检查。我们还讨论了各种缩放制度的相关性,最近的光阱实验。
2000-08-02 cond-mat.stat-mech
Escape by jumps and diffusion by α-stable noise across the barrier in a double well potential
该研究探究双势阱中α稳定噪声驱动的势垒逃逸问题,发现平均逃逸时间从高斯噪声的势垒高度依赖向α稳定噪声的宽度依赖连续转变,明确两种扩散机制的参数区间并构建出双阱扩散机制不同的反常示例。
2024-01-29 cond-mat.stat-mech
Suppressing escape events in maps of the unit interval with demographic noise
研究了状态空间有界的离散随机过程的性质,其确定性极限由单位区间映射给出。我们发现,在介观描述的系统,连续迭代过程之间的大跳跃可能导致概率泄漏的单位间隔,尽管事实上,噪声是乘法和消失的边界。通过在介观展开中包含高阶项,我们能够捕获边界附近噪声分布的非高斯性质,但这并不排除轨迹离开区间的可能性。我们提出了一些治疗这些逃逸事件的处方,我们比较的结果与亚稳态行为的微观模型,逃逸事件是不可能的。我们发现,而不是截断噪声分布,审查这个分布,以防止逃逸事件导致的结果是更符合微观模型。在噪声分布中增加更高的矩不会增加最终结果的准确性,并且可以用更简单的高斯噪声来代替。
2016-11-21 cond-mat.stat-mech
Role of the initial conditions on the enhancement of the escape time in static and fluctuating potentials
研究了在立方势剖面中运动的过阻尼布朗粒子的噪声驱动逃逸,粒子处于亚稳态。我们分析了粒子的初始条件对平均逃逸时间的增强的作用,作为噪声强度的函数固定和波动的潜力。我们观察到的噪声增强的稳定性效应的所有初始不稳定状态的调查。对于一个固定的潜在的,我们发现一个特殊的初始条件$x_c$分离的初始不稳定状态的集合在两个区域:那些引起的发散,从那些表现出非单调行为的平均逃逸时间。对于在这个特定的初始条件和低噪声强度的波动势,我们发现大的波动的平均逃逸时间。
2003-10-31 cond-mat.stat-mech
An efficient algorithm to estimate the potential barrier height from noise-induced escape time data
在自然界和科学技术中,系统在扰动下脱离其通常的动力学状态是一种普遍现象。通常,可以定义一个势函数,由此势阱可以与通常或持续的动态相关联,并且需要克服势垒以逃避与通常动态相关联的机制。我们开发了一种算法来确定势垒高度实验,只要我们有控制的噪声强度。我们关心的情况下,实验需要大量的时间或计算能力的资源,并希望找到一个协议,提供最好的估计在给定的时间。使用的最佳噪声强度被发现是非常简单的势垒高度相关,我们提出了一种迭代方法的估计。
2018-08-11 cond-mat.stat-mech
Escape driven by $α$-stable white noises
我们探讨了在对称双势阱中,当布朗粒子受{ \it白Lévy噪声}驱动时,在惯性效应可以被安全忽略的动力学区域中发生的逃逸动力学的原型问题.研究了从一个阱到另一个阱的逃逸轨迹的行为,指出了由广义布朗路径引起的噪声诱导的不连续性的特殊性,这种不连续性是由广义布朗路径跳过势垒位置而实际上没有击中势垒位置引起的,这一事实意味着平均首次通过时间(MFPT)的边界条件不再由阱决定。已知的局部边界条件,其特征在于正常扩散的情况。通过数值实现适当的设置边界条件,我们调查的生存概率和平均逃逸时间作为相应的Lévy白噪声参数的函数。根据Lévy噪声的偏度$β$的值,逃逸可以被增强或抑制:负的不对称$β$通常会导致逃逸率的降低,而逃逸率本身则描述了作为稳定性指数$α$的函数的非单调行为,该指数表征了Lévy噪声的跳跃长度分布,在$α=1$处出现明显的不连续性。我们发现,典型的“两个”的因素,其特征为正常扩散的MFPT之间的比例为阱底到阱底和阱底到势垒顶部不再成立。对于足够高的障碍,生存概率呈现指数行为。然而,对于低势垒高度,会出现明显的非指数偏差。
2006-10-12 cond-mat.stat-mech
Escape process and stochastic resonance under noise-intensity fluctuation
本文研究了噪声强度涨落对具有周期驱动力的过阻尼Langevin模型的定态和动力学性质的影响。我们计算了稳态分布,平均首次通过时间(MFPT)和光谱放大因子使用一个完整的集合展开(CSE)技术。我们发现共振激活(RA)和随机共振(SR)的现象在所调查的系统。此外,RA和SR现象的强度表现出非单调的行为和它们的权衡关系作为噪声强度过程的平方变异系数的函数。用蒙特卡罗模拟验证了CSE的可靠性。
2011-07-29 cond-mat.stat-mech
Escape process in systems characterised by stable noises and position-dependent resting times
随机系统的特点是随机驱动的形式一般稳定的噪声被认为是。粒子经历长时间的休息,由于陷阱的密度是位置相关的,并服从幂律形式归因于潜在的自相似结构。分析了一维和二维情况。随机游走描述涉及位置相关的等待时间分布。另一方面,随机动力学的隶属技术,其中的随机时间发生器是位置相关的。第一次通过时间的问题是通过评估的第一次通过时间密度分布和逃逸率。证明了介质非均匀性对这些量的影响,并计算了逃逸率对稳定性指标和记忆参数的依赖关系。结果表明,高斯的情况下,涉及Levy航班的情况下,有本质的区别。
2016-07-05 cond-mat.stat-mech
Enhancement of Noise-induced Escape through the Existence of a Chaotic Saddle
本文研究了一个耗散非平衡系统Ikeda映射中噪声诱导的逃逸过程。在亚稳态的吸引盆中嵌入混沌鞍的情况下,我们发现了噪声诱导逃逸的强烈增强的新现象。这一结果是利用拟势理论建立的。我们的发现是普遍有效的,应该是实验观察。
2003-09-04 cond-mat.stat-mech nlin.CD
Poisson-noise induced escape from a metastable state
我们提供了一个完整的解决方案的概率分布和逃逸率的泊松噪声驱动系统的问题。它包括指数和前因子。该分析涉及势阱中的过阻尼粒子。结果适用于任意平均速率的噪声脉冲,从慢脉冲速率,其中噪声作为强非高斯的系统上的行为,高脉冲速率,其中噪声作为有效的高斯。
2010-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Self-organized escape of oscillator chains in nonlinear potentials
本文研究了线性相互作用单元链从亚稳态越过立方在位势垒的无噪声逃逸。潜在的动力学是保守的,纯粹是决定性的。非线性和谐波相互作用之间的相互作用导致初始均匀的晶格状态变得不稳定,导致具有强局域化的能量重新分布。结果,自发出现的局域模成长为临界核。通过超越这个过渡态,非线性链管理一个自组织的,确定性的障碍跨越。最引人注目的是,当链中每单位提供的平均能量与势垒能量之间的比率假定为小值时,这些无噪声的集体非线性逃逸事件通常比由热噪声辅助的跃迁快得多。
2007-09-12 cond-mat.stat-mech
Drifted escape from the finite interval
噪声驱动逃逸动力学的性质主要由系统动力学的随机分量决定。然而,逃逸动力学对确定性力也很敏感。本文研究了对称$α$ -稳定噪声作用下的有限区间过阻尼漂移逃逸的性质。我们表明,适当重新缩放的平均首次通过时间遵循普遍的模式作为广义Pécklet数的函数,它可以用来有效地区分漂移或随机力占主导地位的域。当漂移占优势时,$α$稳定型的随机驱动能够减小该状态中漂移的重要性。
2022-04-01 cond-mat.stat-mech
Generalization of escape rate from a metastable state driven by external cross-correlated noise processes
我们提出了一维外部驱动关联噪声过程从亚稳态逃逸率的推广。除了内部的非马尔可夫热涨落,外部相关噪声过程,我们认为是高斯,平稳的性质,是Ornstein-Uhlenbeck型。基于有限记忆有效噪声过程的Fokker-Planck描述,导出了在中阻尼极限到大阻尼极限下亚稳态的广义逃逸率,并研究了关联度对逃逸率的影响.理论表达式与数值模拟的比较给出了一个令人满意的协议,并表明,通过增加外部噪声相关的程度,可以提高逃逸率通过修整的有效噪声强度。
2007-07-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Anomalous escape governed by thermal 1/f noise
我们提出了一个解析研究的亚扩散逃逸的过阻尼粒子的尖形抛物势阱,驱动的热,分数高斯噪声与$1/ω^{1-α}$功率谱。这个长期存在的挑战成为数学上易于处理的广义朗之万动力学通过其相应的非马尔可夫,时间卷积主方程:我们发现,逃逸是由一个幂律的指数指数依赖于势垒高度和温度的比率渐近。这一结果与相应的亚扩散分数Fokker-Planck方法的描述形成鲜明对比,从而为实验者提供了一个适合的测试平台来区分两种逃逸情况。
2007-10-17 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
State dependent diffusion in a bistable potential: conditional probabilities and escape rates
本文考虑一个简单的双稳态系统在乘性噪声影响下的模型。我们提供了一个路径积分表示的过阻尼朗之万动力学和计算条件概率和逃逸率在弱噪声近似。泛函积分的鞍点解由稀释的瞬子和反瞬子气体给出,类似于加性噪声问题。然而,在这种情况下,波动上的积分更复杂。我们引入了一个本地时间重新参数化,使其计算的形式通常的高斯积分。我们发现修正的Kramers'逃逸率产生的扩散函数,它管理的状态依赖的扩散的随机处方参数的任意值。通过数值模拟验证了理论结果。
2020-05-19 cond-mat.stat-mech
Noise correlation-induced splitting of Kramers' escape rate from a metastable state
在对称三势阱中驱动热激活粒子的两个噪声过程之间的相关性可能导致对称性破缺以及两侧势阱相对于中间势阱的相对稳定性差异。这导致了人口的不对称定位和Kramers从中间井的逃逸速率的分裂,确保了平行反应过程中产物的优先分布。
2012-06-01 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Critical Behavior of the Kramers Escape Rate in Asymmetric Classical Field Theories
在有界区间上引入了一个非对称经典Ginzburg-Landau模型,研究了它在弱时空噪声扰动下的动力学行为。从局部稳定状态的Kramers逃逸率计算作为间隔长度的函数。在临界长度l_c处,激活行为出现了一个渐近尖锐的二阶相变,速率前因子也出现了相应的临界行为,这与对称模型中所观察到的相似。弱噪声出口时间渐近性,领导和次优势的订单,分析在所有的间隔lengthscales。讨论了当接近临界长度时前因子的发散性,即当噪声强度降低时,从非Arrhenius行为到Arrhenius行为的交叉。没有对称性的更一般的模型被观察到显示类似的行为,这表明在逃逸行为中存在"相变"是一个强大而普遍的现象。
2003-11-12 cond-mat.stat-mech
Feller diffusion in an interval: Inhomogeneous fluctuation-induced asymmetric escape
Indian Institute of Technology Tirupati(蒂鲁帕蒂印度理工学院)
研究费勒扩散在有限区间内的非均匀涨落诱导不对称逃逸,通过设置特定出口点,发现平均逃逸时间对初始条件等非单调依赖,逃逸时间涨落主导均值,其不对称性影响随机决策中的速度 - 精度权衡。
2026-07-09 cond-mat.stat-mech
Noise-Assisted Metastability: From Lévy Flights to Memristors, Quantum Escape, and Josephson-based Axion Searches
INFN, Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);Lobachevsky State University(罗巴切夫斯基国立大学);Lobachevsky University(罗巴切夫斯基大学)
本文综述了噪声辅助稳定化在从 Lévy 飞行到 memristors、量子逃逸和 Josephson 基础的 axion 搜索中的统一视角。
2026-07-29 cond-mat.stat-mech
Escape rate from a metastable state weakly interacting with a heat bath driven by an external noise
基于一个系统-水库模型,其中水库由外部平稳,高斯噪声与任意衰减的相关函数驱动,我们研究了逃逸率从亚稳态的能量扩散制度。对于开放系统,我们在能量空间中推导出Fokker-Planck方程,并随后在能量扩散域中计算了从亚稳阱的广义非马尔可夫逃逸率。通过考虑模型立方势中的动力学,我们表明,从数值模拟得到的结果与理论预测符合得很好。数值结果还表明,从我们的模型中可以恢复众所周知的周转特征。
2006-04-06 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Escape Times in Fluctuating Metastable Potential and Acceleration of Diffusion in Periodic Fluctuating Potentials
考虑了随机翻转势中的亚稳态逃逸问题和快速涨落周期势中的扩散问题。对于在分段线性二分涨落亚稳势场中运动的过阻尼布朗粒子,我们得到了平均首次通过时间(MFPT)随势参数、噪声强度和二分噪声平均开关率的变化关系.我们发现在所研究的系统中存在噪声增强稳定性(NES)现象,并且在涨落势的参数区域中可以观察到这种效应。对于过阻尼布朗粒子在快速涨落对称周期势中的扩散,我们得到了与固定周期势相同的有效扩散系数依赖于平均首次通过时间的结论.以封闭的解析形式计算了双曲型、正弦型和分段抛物型势的有效扩散系数。
2004-03-02 cond-mat.stat-mech
Exponential increase of transition rates in metastable systems driven by non-Gaussian noise
非高斯噪声影响着许多复杂的非平衡系统,如量子设备、活性和生命物质以及金融市场。尽管非高斯噪声的普遍存在的性质,其对亚稳态之间的激活跃迁的影响迄今尚未被普遍理解,尽管先前的工作集中在特定的噪声类型和缩放制度。在这里,我们为一般类型的非高斯噪声提出了一个统一的框架,我们将其视为具有独立和平稳增量的任何有限强度噪声。我们的框架确定最佳逃逸路径的随机行动的最小值,这使我们能够推导出分析结果的逃逸率在弱噪声制度推广传统的阿克里先斯定律的主导缩放。我们发现,非高斯噪声总是诱导一个更有效的逃生,通过减少有效的势垒相比,高斯的情况下,具有相同的噪声强度。令人惊讶的是,对于一类广泛的振幅分布,甚至无限小强度的噪声也能引起指数级更大的逃逸率。作为根本原因,我们确定的外观不连续的最小行动路径,其中逃脱的亚稳态涉及一个有限的跳跃。我们通过计算逃逸率的前因子以及数值模拟证实了这种路径的存在。我们的研究结果突出了逃逸行为的系统受到热和非热波动,可以调整,以优化亚稳态系统中的开关行为的根本差异。
2022-08-31 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Stochastic kinetics under combined action of two noise sources
研究Lévy与高斯白噪声混合对逃逸场景的影响,发现混合改变平均首次通过时间,且正半轴随机加速过程生存概率衰减指数在瞬态区域随稳定性指数变化。
2023-01-26 cond-mat.stat-mech
Investigation on the properties of Sine-Wiener noise and its induced escape in the particular limit case $D \to \infty$
正弦-维纳噪声由于其有界性,在实际随机建模中得到越来越多的应用。然而,SW噪声的许多特征仍然未被探索。本文首先研究了当SW噪声中的参数$D$趋于无穷大时SW噪声的性质及其积分过程。研究发现,虽然SW噪声的分布与高斯白噪声有很大的不同,但SW噪声的积分过程与Wiener过程有许多相似之处。受Wiener过程用扩散系数表示高斯噪声强度的启发,提出了一个量化SW噪声强度的方法。然后,我们将SW噪声应用到一维双势阱系统和Maier-Stein系统中,研究了它们的逃逸行为。一个更有趣的结果是观察到的平均第一出口时间也遵循著名的阿克里先乌斯定律的情况下的高斯噪声,和准势和出口位置分布是非常接近的高斯噪声的结果。
2021-07-17 cond-mat.stat-mech physics.data-an
Modulated escape from a metastable state driven by colored noise
自然界中的许多现象都是由色噪声驱动的可激发系统描述的。波动的时间相关性妨碍了分析处理。在这里,我们提出了一个一般的方法减少到白噪声系统,捕捉噪声的颜色有效和时间依赖性的边界条件。我们应用的形式主义的神经元膜的兴奋性模型,泄漏的积分和消防神经元模型,揭示了一个分析表达式的线性响应的系统有效的中等频率。封闭形式的解析表达式能够表征这种可激发单元的响应特性,并评估其网络中出现的振荡。
2015-11-20 cond-mat.stat-mech q-bio.NC
Kramers' escape problem for white noise driven switching in ferroelectrics
本文研究了铁电材料中白噪声驱动切换的Kramers逃逸问题,通过LGD理论和多域模型探讨了随机共振在弱信号检测中的应用潜力。
2025-11-23 cond-mat.stat-mech physics.app-ph
Experimental Investigation of Resonant Activation
实验研究了物理系统越过涨落势垒从亚稳态逃逸的过程。该系统在二分噪音的电子控制下在两种状态之间切换。我们测量的逃逸时间和它的概率密度函数的相关率的二分噪声在一个频率间隔跨越超过4个频率的十年。我们观察到共振激活,即最小的平均逃逸时间作为相关率的函数。我们发现两个制度的逃逸时间概率分布的形状的研究:(i)一个制度的指数和(ii)制度的非指数概率分布。
2000-02-15 cond-mat.stat-mech
Analytical and numerical investigation of escape rate for a noise driven bath
我们考虑一个系统水库模型的水库是由外部噪声调制。储层的内部噪声和外部噪声都是平稳的、高斯的,并且由任意衰减的关联函数表征。基于系统的耗散和由外部噪声驱动的水库的响应函数之间的关系,我们用数值方法研究了模型,使用一个完整的Kramers的潜力表明,一个可以恢复的翻转功能通常Kramers的动态时,外部噪声调制水库,而不是直接的系统。我们导出了这个非平衡开放系统的广义Kramers速率。数值模拟结果验证了理论分析的正确性。
2001-03-13 cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Surmounting Oscillating Barriers: Path-integral approach for Weak Noise
研究了周期驱动下过阻尼布朗粒子越过势垒的热激活逃逸。一个时间相关的路径积分形式主义的发展,使我们能够获得渐近精确的弱噪声表达式的瞬时和时间平均逃逸率。我们的研究结果包括一个概念上的新的,系统的治疗率前因子乘以指数领先的Arrhenius因子。此外,在有限的噪声强度的偏差提供了一个估计和时间平均逃逸率的supercryy型性质进行了验证。对于分段抛物势,速率表达式可以用封闭的解析形式来计算,而在更一般的情况下,如立方势,作用积分仍然需要在数值上最小化。我们的比较非常准确的数值结果表明,在很宽的驱动强度和驱动频率的理论预测的一个很好的协议。
2000-07-12 cond-mat.stat-mech
Kramers escape driven by fractional Brownian motion
研究了在Hurst指数为0<H<1的分数阶高斯噪声驱动下,测试粒子从势阱中的Kramers逃逸。从数值分析,我们证明了从井的逃逸时间的指数分布,并详细分析了作为H和粒子扩散系数D的函数的平均逃逸时间的依赖性。我们观察到不同的行为subdiffusive(反持久)和superdiffusive(持久)域。特别是,我们发现,逃逸变得越来越快的H值的减少,与以前的研究结果一致的第一次通过行为。近似的分析计算,以支持数值观察到的依赖关系。
2010-02-09 cond-mat.stat-mech
Lévy noise drives an exponential acceleration in transition rates within metastable systems
本研究通过统一框架揭示莱维噪声对代谢稳定系统中逃逸率的指数增强作用,扩展了阿伦尼乌斯定律并提出优化策略。
2025-11-23 cond-mat.stat-mech math.DS
Escape rate of an active Brownian particle over a potential barrier
研究了空间立方势场中具有非线性摩擦函数的活动布朗粒子的动力学。对于强阻尼但有限阻尼,粒子在空间势垒上的逃逸率与噪声强度呈非单调关系。我们将这种行为与这样一个事实联系起来,即活性粒子从极限环而不是从固定点逃逸,并且一定量的噪声可以稳定粒子在这个极限环上的逗留。
2012-03-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Escape rate of metastable states in a driven NbN superconducting microwave resonator
研究了非线性NbN超导微波谐振腔的热不稳定性和局部热点的形成。白噪声注入谐振器的结果之间的过渡亚稳态通过一个过程,包括两个阶段。在第一阶段,进入系统的输入噪声引起谐振器模式的波动。而在第二种情况下,这些模式的波动导致热点的相变,由于诱导的温度波动。理论上计算了相关的噪声激活逃逸率,并通过驱动系统进入随机共振进行了实验测量。理论和实验的比较得出了部分一致的结论。
2006-07-25 cond-mat.stat-mech cond-mat.supr-con
Activated escape over oscillating barriers: The case of many dimensions
我们提出了一种新的路径积分方法,用于确定时间依赖性和时间平均反应速率在多维,周期性驱动逃逸问题在弱热噪声。这样得到的一般表达式明确评估的正弦驱动的情况下,阻尼粒子的惯性移动的亚稳态,分段抛物潜在的。与蒙特卡罗模拟的数据比较,在很宽的参数范围内,与我们的分析结果有很好的一致性。
2002-12-05 cond-mat.stat-mech
Kramers's escape rate problem within a non-Markovian description
我们比较了一个布朗粒子的热逃逸率,最初被困在一个不对称的双势阱的两个井之一,热马尔可夫和非马尔可夫噪声。这个问题的马尔可夫处理最初可以追溯到1940年Kramers的研究,因此通常被称为“Kramers逃逸率问题”。我们解决了广义朗之万方程的粒子的轨迹数值和分析的限制情况下,马尔可夫和非马尔可夫热噪声。我们计算了逃逸率,并计算了热噪声的有限相关时间所引起的基本差异。
2019-05-22 cond-mat.stat-mech hep-ph nucl-th
Escape Dynamics in an Anisotropically Driven Brownian Magneto-System
布朗粒子越过势垒的热激活逃逸在克拉默斯理论中是很好理解的。当受到外部磁场时,洛伦兹力通过重新调整扩散系数来减慢逃逸动力学,而不影响对势垒高度的指数依赖性。本文研究了带电布朗粒子在外加磁场的洛伦兹力作用下从二维截断谐振势中逃逸的动力学。通过使粒子受到沿不同空间方向具有不同强度的噪声的各向异性驱动。我们表明,逃逸时间可以在很大程度上调谐的各向异性驱动。虽然由于两种不同的噪声,逃逸过程变得各向异性,但在大磁场的限制下,空间对称性得以恢复。这归因于洛伦兹力引起的空间自由度之间的耦合,这使得两个噪声之间的差异在高磁场下无关。布朗动力学模拟验证了理论预测。原则上,我们的预测可以通过在磁场中使用布朗回转器的实验来检验。
2022-04-28 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Multiplicative cross-correlated noise induced escape rate from a metastable state
我们提出了一个分析框架来研究两个外部乘性互相关噪声过程影响下的亚稳态逃逸率。本文从具有乘性噪声过程的唯象定态Langevin描述出发,研究了由两个相互关联的高斯定态δ关联噪声过程驱动的一维非平衡开放系统的激活速率过程的Kramers理论。基于相空间中的Fokker-Planck描述,我们导出了在中到大摩擦极限下亚稳态的逃逸率,研究了关联度对逃逸率的影响。通过采用数值模拟在外部互相关的加性和乘性噪声的存在下,我们检查我们的分析形式主义的有效性恒定耗散,这表明了一个令人满意的协议,这两种方法的具体选择的噪声过程。从理论推导和数值模拟结果可以看出,通过增加外部波动的相关程度,可以提高速率。
2008-02-27 cond-mat.other cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Finding stability domains and escape rates in kicked Hamiltonians
我们使用一个有效的哈密尔顿粒子动力学的特点,并找到逃逸率在一个周期性踢哈密尔顿。我们研究了一个由混沌辛映射描述的储存环中的粒子模型。忽略共振,动力学通常在相空间中具有其稳定的有限区域。系统中的固有噪声导致粒子从该稳定区域损失。这种噪声与增加稳定性的辐射阻尼的竞争决定了逃逸率。因此,确定这一“孔径”并找到逃逸率是一个重要的物理问题。我们比较了两种不同的微扰理论和变分方法来估计这个稳定区域的结果。包括噪声,我们推导出分析估计的稳态人口(和由此产生的束流发射度),逃逸率在小阻尼制度,并比较它们与数值模拟。
2017-07-28 cond-mat.stat-mech math.DS physics.acc-ph
Activated escape of a self-propelled particle from a metastable state
研究了噪声驱动下的活动布朗粒子(ABPs)和翻滚粒子(RTPs)从束缚势中的逃逸。在小噪声极限下,我们给出了逃逸率在任意维变分问题中的精确表达式。对于一维的RTPs,我们得到了一个显式的解决方案,包括第一次领导的修正。在两个维度上,我们解决了RTPs和ABPs从二次井的逃逸问题。与平衡问题相反,我们发现逃逸率明显取决于势垒的完整形状,而不仅仅是它的高度。这导致了许多不寻常的行为。例如,当一个粒子被困在两个势垒之间时,它可能会优先从较高的势垒中逃逸。此外,随着自推进速度的变化,逃生路线可以不连续地从一个障碍切换到另一个障碍,导致动态相变。
2019-06-27 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Resonant activation in the presence of non-equilibrated baths
我们研究了在非高斯噪声的影响下经典粒子在波动势垒上逃逸的一般性问题,该噪声模仿了不完全平衡浴的影响。我们的注意力集中在稳定的噪声对平均逃逸时间和共振激活(RA)现象的影响。讨论了感兴趣的系统中Lévy噪声发生的可能的物理解释,并讨论了Tsallis统计和分数Fokker Planck方程之间的联系。
2003-07-19 cond-mat.stat-mech
The escape problem for active particles confined to a disc
我们研究相互作用的逃逸问题,自我推进的粒子被限制在一个圆盘上,粒子可以通过圆周上的一个开口离开。在一个极小的二维Vicsek模型中,我们数值研究了当自推进粒子可以处于群集状态时逃逸事件的统计特性。我们表明,虽然指数生存概率是非相互作用的自推进粒子在任何时候的特点,相互作用的粒子有一个初始的指数阶段跨越到一个亚指数后期的时间行为。我们提出了一个新的唯象模型的基础上,非平稳泊松过程,其中包括Allee效应来解释这种次指数的趋势,并进行数值模拟的各种噪声强度。
2020-07-17 cond-mat.stat-mech
Scaling in activated escape of underdamped systems
研究了噪声诱导的动力系统从亚稳态逃逸到鞍结分岔点附近,但在系统保持欠阻尼的区域。逃逸的激活能是到分叉点的距离的幂。我们发现两种类型的缩放和相应的临界指数。
2005-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Escape over a saddle by coloured noise: theory and numerics
University of Warwick(华威大学)
研究随机动力系统中越过鞍点的转变,通过哈密顿最优控制法、线性滤波器及划分方法(MOD)分别处理退化噪声、有色噪声和无限时间范围,以解决现有计算方法难题,通过实例展示了方法有效性。
2026-07-14 cond-mat.stat-mech math.PR
Predictability of escape for a stochastic saddle-node bifurcation: when rare events are typical
非线性系统的多个稳定状态之间的转变在物理学、化学等领域普遍存在。两种类型的行为通常被认为是相互排斥的:不可预测的噪声引起的过渡和可预测的基础向量场的分叉。在这里,我们报告了一个新的情况,对应于一个波动的系统接近分叉,这两种效果合作。我们发现,这个问题可以减少到一个单一的控制参数之间的竞争确定性和随机效应。两个渐近制度确定:当控制参数是小的(例如,小噪声),从确定性的情况下的偏差,以及描述的Freidlin-Wentzell理论。特别是,越过势垒的逃逸是非常罕见的事件。当参数较大(例如,大噪声)时,此类事件变得典型。与纯噪声引起的过渡,逃逸时间的分布是峰值附近的一个值,这是渐近预测的绝热近似。我们表明,这两个制度的特点是定性不同的反应轨迹,代数和指数发散,分别。
2017-10-02 cond-mat.stat-mech physics.data-an physics.geo-ph
Power-law escape rate of SGD
RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)(理化学研究所新兴物质科学研究中心);The University of Tokyo(东京大学)
随机梯度下降(SGD)算法由于均方损失而受到复杂的乘性噪声的影响。我们利用SGD噪声的这一特性,通过执行随机时间变化,推导出具有更简单的加性噪声的随机微分方程(RSDs)。使用这种形式主义,我们表明,局部最小值$θ^*$和鞍$θ^s$之间的对数损失势垒$Δ\log L=\log[L(θ^s)/L(θ^*)]$决定SGD从局部最小值的逃逸率,与以前的结果相反,借用物理学的线性损失势垒$ΔL=L(θ^s)-L(θ^*)$决定逃逸率。我们的逃逸率公式强烈地依赖于典型的大小$h^*$和海森的离群本征值的数量$n$。这一结果解释了一个经验事实,即SGD更喜欢低有效维度的平坦极小值,从而深入了解SGD的内隐偏差。
2022-01-29 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech cs.LG
Activated escape of periodically modulated systems
对于任意调制幅度$A$,研究了周期调制过阻尼系统的噪声诱导亚稳态逃逸率。瞬时逃逸率显示随调制从高斯到强不对称而变化的峰值。周期平均逃逸率中的前因子$ν$非单调地依赖于$A$。在分叉幅度$A_c$附近,其缩放为$ν\propto (A_c-A)^ζ$。我们确定了三种缩放方案,分别为$ζ= 1/4, -1$和1/2。
2005-04-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Nonadiabatic escape and stochastic resonance
我们分析了在弱周期力的影响下,涨落驱动的粒子从亚稳态的逃逸。本文发展了一种渐近方法来求解具有自然边界和吸收边界的Fokker-Planck方程。该方法使用两个边界层侧翼的内部区域,大部分的概率集中在边界层内的亚稳点附近的潜力和颗粒过境的内部区域之前,通过其他边界层,这是附近的不稳定的最大点的潜力退出域。在每个区域的主导过程是由近似的时间依赖的解决方案匹配,以构建近似的复合解决方案,它给出了逃逸率与弱周期强迫。利用反射,我们将方法推广到受白噪声和弱周期强迫影响的双势阱,从而导出了非绝热极限下的两态随机模型--随机共振理论的最简单处理方法
2019-11-26 cond-mat.stat-mech
Noise-induced switching from a symmetry-protected shallow metastable state
本文研究了一个非线性振子在接近其本征频率三倍的情况下从亚稳态的逃逸。振荡器可以有三个稳定状态的周期-3振动和零振幅状态。由于三倍周期的对称性,零振幅态随着驱动的增加而保持稳定。然而,从这个意义上说,它变得很浅,从这个状态的逃逸率呈指数级增加,而系统仍然缺乏细致平衡。我们发现逃逸率,并显示它如何与振荡器和驱动器的参数的规模。结果有利于使用纳米力学,约瑟夫森结为基础的,和其他介观振动系统的研究,在一个良好的控制设置,罕见的事件在缺乏细致平衡的系统的速率。它们还描述了波动如何自发地打破受驱动振荡器的时间平移对称性。
2020-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech
Escape Time Characterization of Pendular Fabry-Perot
我们表明,从潜在的最小值的法布里-珀罗干涉仪的逃逸可以检测到测量相关的反射率的突然变化。我们证明,发生的信息丢失,只保留序列的逃逸,而不是完整的轨迹,可以是非常温和的,可以导致一个有效的方法来揭示噪声强度或相干信号的存在。
2013-01-12 cond-mat.stat-mech physics.data-an physics.optics
Surmounting Oscillating Barriers
热激活逃逸的势垒在周期性驱动的存在下被认为是。通过新的含时路径积分方法,我们推导出渐近精确的弱噪声表达式的瞬时和时间平均逃逸率。与精确的数值结果的协议是优秀的在很宽的驱动强度和驱动频率。
1999-11-22 cond-mat.stat-mech
Critical escape dynamics of an active particle moving on curved surfaces
Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf(杜塞尔多夫大学);University of Göttingen(哥廷根大学);King’s College London(伦敦国王学院);University of Rome La Sapienza(罗马第一大学)
本研究探讨活性粒子在弯曲表面上的临界逃逸动力学,发现自推进速度达到临界值时发生动力学转变,逃逸速率遵循普适标度律,指数取决于势或曲率与重力作用,并通过数值模拟验证。
2026-09-28 cond-mat.stat-mech
Lévy noise induced transitions and enhanced stability in a birhythmic van der Pol system
本文研究了Lévy噪声对一个类vanderPol振荡器的影响。数值模拟表明,噪声诱导的吸引子从一个吸引子到另一个吸引子的逃逸与普通势中稳定点之间的逃逸没有明显的不同,尽管吸引子之间被准(或伪)势的屏障隔开。然而,出现了一些差异,当Lévy分布指数接近2时,这些差异更加明显。
2019-12-24 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.bio-ph
Minimum Action Path theory reveals the details of stochastic biochemical transitions out of oscillatory cellular states
细胞状态的确定是内在随机生化反应的结果。这种状态之间的转换作为噪声驱动的逃逸问题在化学物种空间进行了研究。逃逸可以通过多个可能的多维路径发生,概率非局部地取决于噪声。在这里,我们的特点逃离振荡生化状态最小化的Freidlin-Wentzell行动,从它的随机螺旋退出路径从极限环。我们还使用最小化的行动,以推断逃逸时间的概率密度函数。
2017-05-24 cond-mat.stat-mech math.DS physics.bio-ph